电类专业基础实验技术及设计.docx

1、21 世 纪 高 等 学 校 教 材电 类 专 业基 础 实 验 技 术 及 设 计王 延 年 刘 重 轩 房 晔 等 编【 内 容 简 介 】 本 书 是 在 原 国家 教 委 批 准 的 “电 路 ”“模 拟 电 子 技 术 ”和 “数字 电 子 技 术 ”( 简 称 “三 电 ”) 课 程 教 学 基 本 要 求 中 , 针 对 实 验 课 的 基 本 要 求 编 写 的 。作者 根 据 多 年 的 教 学 经 验 、 最 新 科 研 成 果 及国 家 建 设 对 人 才 的 新 要 求 , 将 “三 电 ”系 列 实 验 技 术 作 为 电 类专 业 本科 学 生 基 本 训 练 的

2、一 个 重 要 环 节 。 通 过 这 一 训 练 平 台 , 在 近 两 年 的 学 习 时 间 内 , 在 电 工 电 子 仪 器 、 仪 表 , 实 验 装 置 , 电 路 的 设 计 、 组 成 , 测 试 方 法 , 数 据 处 理 和 撰 写 技 术 工 作 报 告 诸 方 面 , 学 生 可 得 到 全 面 、 系 统 的 训 练 。 最 后 , 通 过 综 合 实 验 和 课 程 设 计 , 使 学 生 初 步 具 备 电 工 电 子 线 路 设 计 和 制 作 的 能 力 。本书 可 作 为 自 动 化 、 电 气 工 程 及 其 自 动 化 、 电 子 信 息 工 程 、

3、通 信 工 程 、 计 算 机 科 学 与 技 术 、 测 控 技 术 与 仪 器 、 机 械 设 计 及 其 自动 化 、 应 用 物理 等 专 业 实 验 课 的 教 材 。图 书 在 版 编 目 ( CI P ) 数 据电 类 专 业 基 础 实 验 技 术 及 设 计 / 王 延 年 , 刘 重 轩 , 房 晔 等 编 . 西 安 : 西 北 工 业 大 学 出 版 社 ,2004. 9ISBN 7 5612 1798 6 . 电 . 王 刘 房 . 电 工 实 验 . T M 33中 国 版 本 图 书 馆 CIP 数 据 核 字 (2004) 第 056621 号出 版 发 行 :

4、 西 北 工 业 大 学 出 版 社通 信 地 址 : 西 安 市 友 谊 西 路 127 号 邮 编 : 710072电 话 : (029) 88493844 88491757网 址 : ww w .nwpup .com印 刷 者 : 陕 西 兴 平 市 印 刷 厂开 本 : 787 mm1 092 mm 1/ 16印 张 : 13 .5字 数 : 325 千 字版 次 : 2004 年 9 月 第 1 版 2004 年 9 月 第 1 次 印 刷定 价 : 22 .00 元前 言本 书 是 在 原 国 家 教 委 批 准 的 “电 路” “ 模 拟 电 子 技 术 ”和 “ 数 字 电 子

5、 技 术” 课 程 教 学 基 本 要 求 中 , 针 对 实 验 课 的 基 本 要 求 编 写 的 。作 者 根 据 多 年 的 教 学 经 验 、 最 新 科 研 成 果 及 国 家 建 设 对 人 才 的 新 要 求 ,将 “三 电” 系 列 实 验 技 术 作 为 电 类 专 业 本 科 学 生 基 本 训 练 的 一 个 重 要 环 节 。 通 过 这 一 训 练 平 台 , 在 近 两 年 的 学 习 时 间 内 , 在 电 工 电 子 仪 器 、 仪 表 , 实 验 装 置 , 电 路 的 设 计 、 组 成 , 测 试 方 法 , 数 据 处 理 和 撰 写 技 术 工 作

6、报 告 诸 方 面 , 学 生 可 得 到 全 面 、 系 统 的 训 练 。 最 后 , 通 过 综 合 实 验 和 课 程 设 计 , 使 学 生 初 步具 备 电 工 电 子 线 路 设 计 和 制 作 的 能 力 , 为 下 一 步 进 入 电 子 实 习 和 电 气 装 配实 习 打 下 良 好 的 基 础 。本 书 共 分 7 章 : 第 1 章 为 实 验 须 知 , 包 括 实 验 注 意 事 项 、 要 求 和 各 种 元 器 件 的 识 别 及 测 试 方 法 ; 第 2 章 为 MA T LA B 等 新 技 术 工 具 的 介 绍 ; 第 3 章 为 电 路 原 理 实

7、 验 ; 第 4 章 为 模 拟 电 子 技 术 实 验 ; 第 5 章 为 数 字 电 子 技 术 实 验 ; 第 6 章 为 电 子 技 术 课 程 设 计 ; 第 7 章 为 常 用 仪 器 仪 表 及 实 验 装 置 。 总 共 70 学 时 , 占 “三 电 ”课 程 总 课 时 的 20 % 以 上 。 本 书 可 用 于 分 散 的 实 验 安 排 , 也 可 以 作 为 单 独 设 立 实 验 课 及 课 程 设 计 的 教 材 。书 中 用 到 的 电 气 图 用 图 形 符 号 全 部 采 用 1987 年 国 家 标 准 局 颁 布 的 新国 家 标 准 GB4728 电

8、 气 图 用 图 形 符 号 中 规 定 的 电 气 图 用 图 形 符 号 。参 加 编 写 工 作 的 有 王 延 年 、 刘 重 轩 、 房 晔 、 徐 健 、 李 云 红 、 王 晓 华 。 刘 重 轩 教 授 负 责 统 稿 , 房 晔 、 王 延 年 担 任 终 校 。 最 后 , 由 李 昭 教 授 审 定 。 由 于 编 者 水 平 有 限 , 见 解 浅 薄 , 本 书 有 些 内 容 难 免 需 要 进 一 步 完 善 。 若有 错 误 之 处 , 希 望 读 者 , 特 别 是 使 用 本 书 的 教 师 和 同 学 们 , 积 极 提 出 批 评 和改 进 意 见 ,

9、以 便 今 后 修 订 、 提 高 。编 者2004 年 5 月目 录第 1 章 实 验 须 知 11. 1 实 验 要 求 11. 2 实 验 报 告 书 写 形 式 21. 3 常 用 电 路 元 器 件 基 本 参 数 测 量 方 法 21. 4 常 用 电 子 元 器 件 的 标 识 及 部 分 集 成 芯 片 引 脚 排 列 15第 2 章 M A T LA B 语 言 概 述 312. 1 M A T L AB 简 介 312. 2 M A T L AB 开 发 环 境 312. 3 M A T L AB 基 本 操 作 322. 4 M A T L AB 的 常 用 工 具 箱

10、352. 5 M A T L AB 在 电 子 电 路 中 的 应 用 372. 6 Simu link 动 态 仿 真 工 具 箱 简 介 42第 3 章 电 路 原 理 实 验 463. 1 电 路 元 件 伏 安 特 性 的 测 绘 463. 2 叠 加 原 理 的 验 证 493. 3 戴 维 宁 定 理 有 源 二 端 网 络 等 效 参 数 的 测 定 513. 4 典 型 电 信 号 的 观 察 与 测 量 553. 5 RC 一 阶 电 路 的 响 应 测 试 573. 6 二 阶 动 态 电 路 响 应 的 研 究 613. 7 用 三 表 法 测 量 电 路 元 件 等 效

11、 参 数 633. 8 功 率 因 数 的 提 高 673. 9 三 相 交 流 电 路 713. 10 双 口 网 络 的 参 数 测 定 763. 11 基 尔 霍 夫 定 律 的 验 证 793. 12 受 控 源 V CVS , VCCS , CC VS , CCCS 的 实 验 研 究 813. 13 RC 选 频 网 络 特 性 测 试 89 3. 14 R L C 串 联 谐 振 电 路 的 研 究 923. 15 交 流 电 路 中 的 互 感 953. 16 回 转 器 及 其 应 用 98第 4 章 模 拟 电 子 技 术 实 验 1044. 1 电 子 技 术 常 用 实

12、 验 仪 器 的 使 用 练 习 1044. 2 单 级 交 流 放 大 电 路 1084. 3 负 反 馈 放 大 电 路 1114. 4 差 动 放 大 电 路 1134. 5 集 成 运 算 放 大 器 的 线 性 应 用 1164. 6 集 成 直 流 稳 压 电 源 1194. 7 二 极 管 、 双 极 性 三 极 管 ( BJT ) 的 认 识 1214. 8 射 极 跟 随 器 1234. 9 场 效 应 管 放 大 电 路 1254. 10 功 率 放 大 电 路 1274. 11 集 成 运 算 放 大 器 的 应 用 1294. 12 正 弦 波 振 荡 电 路 1314

13、. 13 集 成 运 算 放 大 器 的 非 线 性 应 用 1334. 14 直 流 稳 压 电 源 135第 5 章 数 字 电 子 技 术 实 验 1395. 1 门 电 路 逻 辑 功 能 及 测 试 1395. 2 组 合 逻 辑 电 路 ( 集 成 加 法 器 ) 之 一 1425. 3 组 合 逻 辑 电 路 之 二 1435. 4 集 成 触 发 器 1475. 5 集 成 计 数 器 1505. 6 可 编 程 计 数 器 1515. 7 555 定 时 器 1545. 8 用 门 电 路 构 成 多 谐 振 荡 器 和 单 稳 态 触 发 器 1575. 9 集 成 单 稳

14、 态 触 发 器 及 应 用 1595. 10 数 / 模 转 换 器 1625. 11 模 / 数 转 换 器 167第 6 章 电 子 技 术 课 程 设 计 1706. 1 集 成 运 算 放 大 器 简 易 测 试 仪 1706. 2 简 易 音 频 信 号 发 生 器 1716. 3 具 有 音 质 调 节 的 音 响 功 率 放 大 器 1716. 4 简 易 函 数 信 号 发 生 器 1726. 5 多 路 输 出 直 流 稳 压 电 源 1736. 6 分 立 元 件 构 成 的 无 线 话 筒 1736. 7 数 字 式 频 率 计 1746. 8 光 控 计 数 器 17

15、56. 9 数 字 电 容 测 试 仪 1766. 10 空 调 机 温 度 控 制 器 1776. 11 声 控 开 关 的 设 计 与 制 作 1786. 12 数 字 式 相 位 差 测 量 仪 1796. 13 交 通 灯 控 制 180第 7 章 电 工 电 子 技 术 实 验 常 用 仪 器 及 设 备 1827. 1 电 工 电 子 技 术 实 验 装 置 1827. 2 电 工 电 子 技 术 实 验 常 用 仪 器 192 第 1 章 实 验 须 知 1 . 1 实 验 要 求一 、 实 验 的 安 全(1 ) 注 意 人 身 安 全 , 严 禁 带 电 操 作 。 接 线

16、时 应 最 后 连 接 电 源 线 , 以 确 保 安 全 。(2 ) 爱 护 国 家 财 产 , 严 格 按 实 验 线 路 接 线 , 正 确 使 用 仪 器 。 对 尚 未 了 解 其 使 用 方 法 的 仪 器设 备 , 不 许 进 行 操 作 。(3 ) 在 接 线 完 毕 后 , 应 先 由 同 组 的 同 学 相 互 进 行 检 查 , 然 后 经 教 师 检 查 合 格 后 , 方 可 接 通 电 源 进 行 实 验 。(4 ) 在 实 验 过 程 中 , 应 始 终 注 意 仪 表 、 仪 器 等 设 备 的 工 作 是 否 正 常 , 如 有 意 外 , 应 立 即 切 断

17、电 源 并 保 留 现 场 , 在 教 师 指 导 下 检 查 原 因 。(5 ) 在 实 验 完 毕 后 , 应 将 导 线 、 仪 器 、 设 备 整 理 好 , 再 离 开 实 验 室 。(6 ) 实 验 室 内 物 品 未 经 允 许 不 准 带 出 室 外 。(7 ) 实 验 室 内 严 禁 吸 烟 、 喧 哗 和 随 地 吐 痰 。二 、 实 验 前 的 预 习(1 ) 每 次 实 验 前 必 须 仔 细 阅 读 实 验 指 导 书 , 明 确 实 验 目 的 、 内 容 、 原 理 方 法 和 步 骤 。(2 ) 用 实 验 报 告 专 用 纸 编 写 预 习 报 告 。预 习

18、报 告 应 完 成 以 下 内 容 : 目 的 、 实 验 线 路 、 实 验 方 法 和 简 明 扼 要 的 操 作 步 骤 、 记 录 数 据 的 表 格 和 规 定 预 习 时 计 算 的 内 容 。(3 ) 在 进 实 验 室 后 , 应 先 将 预 习 报 告 交 给 教 师 审 阅 。 无 预 习 报 告 者 不 得 进 行 实 验 。三 、 实 验 操 作当 做 实 验 时 , 应 注 意 以 下 几 点 : 1. 接 线(1 ) 检 查 仪 器 设 备 的 配 备 与 完 好 情 况 。(2 ) 接 线 前 , 应 按 照 读 数 方 便 , 接 线 简 单 、 交 叉 少 ,

19、 操 作 安 全 的 原 则 , 把 仪 器 设 备 摆 在 恰 当 位 置 后 再 接 线 。当 接 线 时 , 按 电 路 原 理 一 个 回 路 一 个 回 路 地 依 次 连 接 每 个 电 气 元 件 或 设 备 , 可 先 接 串 联 支 1 路 , 后 接 并 联 支 路 。 接 线 长 度 应 适 当 , 每 个 接 线 柱 上 线 头 不 宜 过 多 。2. 仪 表(1 ) 当 使 用 仪 表 时 , 要 轻 拿 、 轻 放 。(2 ) 使 用 仪 表 前 , 应 调 零 点 。(3 ) 电 流 表 一 般 不 直 接 串 接 在 线 路 中 , 而 用 电 流 插 箱 代

20、替 它 。 电 流 表 则 接 在 电 流 插 箱 插 头 的 引 线 上 , 测 量 时 将 插 头 插 入 插 座 , 不 用 时 便 抽 出 。 电 压 表 一 般 也 不 直 接 并 接 于 线 路 中 , 而 用 测 试 笔 并 联 在 被 测 电 压 的 电 路 两 端 , 这 样 不 仅 保 护 仪 表 不 受 意 外 损 害 , 而 且 还 可 以 提 高 仪 表 的 利 用 率 。(4 ) 当 使 用 仪 表 时 , 要 注 意 选 择 合 适 的 类 型 和 量 程 。(5 ) 读 数 时 要 眼 睛 垂 直 对 着 仪 表 ( 对 有 反 射 镜 的 仪 表 , 应 让

21、指 针 与 影 像 重 合 ) 面 板 , 要 弄 清楚 每 一 小 格 刻 度 所 代 表 的 数 值 , 要 注 意 有 效 数 字 的 位 数 和 基 本 误 差 。3. 数 据 的 观 测 和 记 录(1 ) 通 电 后 不 要 急 于 记 录 数 据 , 应 先 观 察 仪 器 的 工 作 是 否 正 常 , 如 果 没 有 问 题 , 再 按 规 定 步 骤 进 行 实 验 观 测 。(2 ) 当 同 一 实 验 步 骤 中 有 几 个 仪 表 时 , 应 尽 量 做 到 同 时 读 数 。(3 ) 数 据 应 记 录 在 预 习 时 准 备 好 的 表 格 中 , 并 随 时 校

22、 核 数 据 的 合 理 性 , 当 实 验 数 据 偏 离 预习 估 值 时 , 应 重 新 测 量 。(4 ) 所 测 数 据 经 教 师 审 阅 后 , 再 切 断 电 源 , 进 行 拆 线 。 1 . 2 实 验 报 告 书 写 形 式1. 实 验 目 的2. 实 验 预 习 报 告(1 ) 实 验 线 路 图 设 计 、 实 验 数 据 记 录 表 设 计 ; (2 ) 实 验 步 骤 简 记 。3. 实 验 数 据 记 录4. 实 验 数 据 处 理5. 结 论6. 习 题 解 答7. 疑 难 问 题 申 报要 求 字 迹 端 正 , 图 规 整 并 符 合 国 标 的 规 定

23、。 教 师 应 根 据 实 验 情 况 评 出 : 优 、 良 、 及 格 、 不 及 格 , 并 记 入 学 业 成 绩 登 记 册 。 1. 3 常 用 电 路 元 器 件 基 本 参 数 测 量 方 法本 节 将 讨 论 电 子 元 件 ( 包 括 R, L , C) , 电 子 器 件 ( 包 括 二 极 管 、 双 极 型 三 极 管 、 结 型 场 效 应 管 ) 及 放 大 电 路 相 关 参 数 的 测 量 。 电 子 元 件 是 基 础 电 子 产 品 , 是 电 子 整 机 、 设 备 和 系 统 的 基 本 物 质 基 础 。 它 们 的 性 质 、 质 量 和 可 靠

24、性 直 接 影 响 电 子 装 备 的 优 劣 , 甚 至 起 着 决 定 性 作 用 。 因 此 , 电 子 元 件 测 量 是 一 类 最 基 本 、 应 用 最 广 泛 的 电 子 测 量 技 术 。 2 X22一 、 电 子 元 件 参 数 ( 包 括 R, L , C) 测 量 方 法( 一 ) 伏 安 法1. 伏 安 法 测 量 元 件 参 数 原 理伏 安 法 用 电 压 表 和 电 流 表 分 别 测 出 被 测 电 子 元 件 两 端 的 电 压 和 通 过 元 件 的 电 流 , 然 后 根据 测 量 电 路 接 法 算 出 被 测 元 件 参 数 的 数 值 , 属 于

25、间 接 测 量 方 法 。(1 ) 电 阻 的 测 量 : 伏 安 法 测 量 电 阻 时 , 用 电 压 表 和 电 流 表 分 别 测 出 被 测 电 阻 两 端 的 电 压 和通 过 电 阻 的 电 流 , 然 后 用 公 式 R = U/ I 算 出 被 测 电 阻 的 数 值 。 所 测 结 果 的 准 确 度 , 除 了 决 定 于所 用 电 压 表 和 电 流 表 的 准 确 度 外 , 还 与 测 量 仪 表 在 电 路 中 的 接 法 有 关 。(2 ) 电 感 的 测 量 : 与 测 量 电 阻 的 方 法 类 似 , 不 过 在 这 里 使 用 的 是 交 流 电 压 ,

26、 同 时 要 用 交 流电 压 表 和 电 流 表 进 行 测 量 。 测 量 的 线 路 如 图 1 3 1 所 示 , 步 骤 如 下 :给 被 测 电 感 线 圈 通 以 频 率 为 f 的 交 流 电 流 , 用 电 流 表 测 其 大 小 , 用 高 内 阻 电 压 表 测 线 圈 两 端 电 压 , 那 么 线 圈 的 阻 抗 为| ZX | = UI在 低 频 时 , 线 圈 的 交 流 电 阻 与 直 流 电 阻 基 本 相 同 , 所 以 可 在 直 流 下 测 出 线 圈 电 阻 RX 。 因 测 量 时 所 用 电 源 的 频 率 f 已 知 , 所 以 线 圈 的 电

27、感 可 用 下 式 求 出 , 即LX = | Z | - RX2 f这 种 测 量 方 法 只 适 用 于 低 频 电 感 , 且 无 铁 心 的 情 况 。图 1 3 1 伏 安 法 测 电 感 的 线 路 图 1 3 2 用 电 流 表 、 电 压 表 测 电 容(3 ) 电 容 的 测 量 : 测 量 电 容 的 电 路 如 图 1 3 2 所 示 , 用 电 流 表 和 电 压 表 测 出 流 过 被 测 电 容 的 电 流 I 和 电 容 两 端 的 电 压 U, 即 可 计 算 出 电 容 C, 即C = I2 f U式 中 U 电 压 表 读 数 ;I 电 流 表 读 数 ;f

28、 所 用 交 流 电 源 的 频 率 。 这 种 方 法 适 用 于 被 测 电 容 器 损 耗 不 大 的 情 况 。 如 果 所 用 电 源 电 压 较 低 , 为 了 使 电 路 中 的 电流 足 够 大 以 利 于 测 量 , 可 在 图 1 3 2 所 示 的 电 路 中 串 入 一 个 电 感 线 圈 ( 通 常 用 自 耦 变 压 器 ) ,调 节 电 感 或 电 源 频 率 , 使 电 路 达 到 接 近 谐 振 状 态 , 再 进 行 测 量 。这 种 方 法 用 的 是 普 通 仪 表 , 准 确 度 不 高 , 适 用 于 缺 乏 专 用 仪 器 的 场 合 。 若 对

29、准 确 度 要 求 较 3 高 , 则 可 采 用 交 流 电 桥 或 Q 表 来 测 量 电 容 。( 二 ) 电 桥 法电 桥 法 以 电 桥 平 衡 原 理 为 基 础 , 它 最 适 合 在 音 频 范 围 内 工 作 , 亦 可 在 高 频 工 作 。 电 桥 法 的 元 件 参 数 测 量 仪 器 由 桥 体 、 信 号 源 和 平 衡 指 示 器 三 部 分 组 成 , 是 一 种 比 较 测 量 仪 器 。 测 量 是 利用 电 桥 平 衡 将 被 测 元 件 与 标 准 元 件 进 行 比 较 的 过 程 。(1 ) 交 流 四 臂 电 桥 的 基 本 工 作 原 理 如 下

30、 :交 流 四 臂 电 桥 的 基 本 电 路 如 图 1 3 3 所 示 。 电 桥 的 四 条 支 路 彼 此 首 尾 相 接 , 其 中 的 一 对结 点 接 交 流 正 弦 测 试 信 号 , 另 一 对 结 点 接 一 高 灵 敏 度 的 平 衡 指 示 器 。 被 测 阻 抗 ZX 和 标 准 阻 抗ZS 接 在 相 邻 两 臂 上 。 当 桥 路 平 衡 时 , 平 衡 指 示 器 G 中 应 没 有 电 流 流 过 。根 据 指 示 器 中 没 有 电 流 流 过 , 即 其 两 端 为 等 电 位 的 条 件 , 桥 臂 阻 抗 Z1 上 的 电 压 降 与 ZX 上 的 电

31、 压 降 应 相 等 ; Z2 上 的 电 压 降 与 ZS 上 的 电 压 降 应 相 等 , 由 此 可 得整 理 后 , 可 得UZ1 + Z2Z1 = UZX + ZSZX 或 UZ1 + Z2Z2 = U ZS ZX + ZSZ1 ZS = Z2 ZX ( 1 .3 .1)此 式 即 为 电 桥 的 平 衡 条 件 , 如 用 指 数 形 式 表 示 , 则 有j ( + ) j ( + )| Z1 | | ZS | e 1 S即= | Z2 | | ZX | e 2 X ( 1 .3 .2)| Z1 | | ZS | = | Z2 | | ZX | 1 + S = 2 + X( 1

32、 .3 .3)由 此 可 见 , 这 种 电 桥 必 须 同 时 满 足 振 幅 和 相 位 两 个 平 衡 条 件 , 同 时 必 须 按 一 定 方 式 配 置 桥 臂 阻 抗 , 否 则 难 以 实 现 平 衡 。 在 实 际 电 路 中 , 为 使 电 桥 结 构 简 单 和 使 用 方 便 , Z1 和 Z2 常 采 用 纯电 阻 , 而 ZX 和 ZS 必 须 是 同 性 阻 抗 。图 1 3 3 交 流 四 臂 电 桥 图 1 3 4 交 流 四 臂 电 桥 的 另 一 形 式四 臂 电 桥 也 可 接 成 如 图 1 3 4 的 形 式 , 即 被 测 阻 抗 ZX 和 标 准

33、 阻 抗 ZS 不 是 接 在 相 邻 两 臂 上 , 而 是 接 在 相 对 的 两 臂 上 。 同 理 , 可 以 得 出 这 种 形 式 电 桥 的 平 衡 条 件 , 即| Z1 | | Z2 | = | ZX | | ZS | 4 1 + 2 = X + S( 1 .3 .4)同 样 , 为 了 易 于 实 现 平 衡 , 使 结 构 简 单 , 使 用 方 便 , Z1 和 Z2 常 采 用 纯 电 阻 , 而 ZX 和 ZS 必 须 是 异 性 阻 抗 。(2 ) 图 1 3 5 表 示 精 密 万 用 电 桥 的 基 本 组 成 。 它 由 测 量 信 号 源 、 测 量 桥

34、路 、 平 衡 指 示 电 路 、 平 衡 调 节 机 构 、 显 示 电 路 和 电 源 组 成 。激 励 桥 路 的 测 试 信 号 源 有 两 种 , 测 量 电 感 和 电 容 时 , 可 用 1 k H z 振 荡 器 ; 测 量 电 阻 时 , 用 整 流 后 的 直 流 电 压 。平 衡 指 示 电 路 是 由 高 输 入 阻 抗 的 低 噪 声 放 大 级 、 选 频 放 大 级 和 输 出 检 波 级 组 成 , 具 有 较 高 的 灵 敏 度 和 抗 干 扰 能 力 。平 衡 调 节 机 构 是 电 桥 结 构 的 最 关 键 、 最 重 要 的 装 置 , 它 是 一 套

35、 经 过 精 心 设 计 的 特 殊 结 构 装 置 , 因 此 , 在 制 造 工 艺 上 有 较 高 的 要 求 。图 1 3 5 精 密 万 用 电 桥 方 框 图 图 1 3 6 测 量 电 阻 的 桥 路当 测 量 电 阻 时 , 桥 路 接 成 惠 斯 登 电 桥 , 如 图 1 3 6 所 示 。 当 电 桥 平 衡 时 , 则 有RX = RL RP/ RS图 1 3 7 测 量 电 感 的 桥 路当 测 量 电 感 时 , 桥 路 接 成 如 图 1 3 7 ( a ) , ( b) 的 形 式 。 其 平 衡 方 程 分 别 为RL RP = 11 + 1 RS + 1j

36、CSRX j LX或 RL RP = ( RX + j LX )/1 1 + j CSRS 5 R上 两 式 经 整 理 , 可 得LX = RL RP CS , RX = RL RP/ RS当 测 量 电 容 时 , 桥 路 接 成 如 图 1 3 8 ( a ) , ( b) 的 形 式 。 其 平 衡 方 程 分 别 为RX + 1j CX或RP = RLRS + 1j CSRP = RL 上 两 式 经 整 理 , 可 得1 + j CXRXP 1 + j CSRSRL CX = RRLCS , RX = RSP图 1 3 8 测 量 电 容 的 桥 路二 、 电 子 器 件 ( 包

37、括 二 极 管 、 双 极 型 三 极 管 、 结 型 场 效 应 管 ) 测 量 方 法 ( 一 ) 万 用 表 测 量 二 极 管 、 双 极 型 三 极 管 、 结 型 场 效 应 管 的 方 法1. 二 极 管 的 测 量 方 法运 用 二 极 管 单 向 导 电 特 性 , 我 们 可 以 通 过 测 量 它 的 正 反 向 电 阻 来 判 别 其 极 性 和 好 坏 , 具 体 方 法 如 下 :(1 ) 用 指 针 式 万 用 表 电 阻 档 测 量 。 其 原 理 是 : 当 用 万 用 表 测 量 电 阻 时 , 利 用 表 内 的 电 池 作电 源 , 测 量 流 过 未

38、知 电 阻 的 电 流 。 等 效 电 路 为 电 流 表 与 电 池 的 串 联 , 如 图 1 3 9 所 示 。 习 惯上 , 万 用 表 的 红 色 测 试 笔 ( 表 笔 ) 插 在 电 表 的 “ + ”端 , 黑 色 表 笔 插 在 “ - ”端 。 当 测 量 直 流 电 压 、 直 流 电 流 时 , 红 表 笔 接 高 电 位 , 黑 表 笔 接 低 电 位 , 电 表 指 针 向 右 偏 转 , 可 获 得 所 测 数 据 。 由 图1 3 9可 以 看 出 , 测 电 阻 时 , 红 表 笔 接 内 电 池 E 的 负 极 , 黑 表 笔 接 内 电 池 E 的 正 极

39、 , 所 以 使 用万 用 表 电 阻 档 测 量 二 极 管 时 , 红 表 笔 是 负 端 而 黑 表 笔 是 正 端 。 当 二 极 管 处 于 正 向 偏 置 时 , 流 过 的 电 流 大 ( 表 现 为 低 电 阻 ) , 反 之 , 则 表 现 为 高 电 阻 。测 量 方 法 : 万 用 表 量 程 开 关 放 在 电 阻 档 ( R 100 或 R 1 k ) , 分 别 测 量 二 极 管 正 反 向的 电 阻 , 如 图 1 3 10 所 示 。 两 次 测 量 的 阻 值 应 有 较 大 差 异 , 差 异 越 大 , 说 明 二 极 管 的 单 向 导 电 性 越 好

40、 。 若 正 反 向 阻 值 小 于 10 倍 , 可 能 二 极 管 的 反 向 漏 电 流 偏 大 , 最 好 不 用 ; 在 万 用 表 指 示 低 电 阻 状 态 时 , 黑 表 笔 所 接 一 端 为 二 极 管 的 阳 极 ( PN 结 的 P 端 ) , 如 图 1 3 10 ( a ) 所 示 。 反 6 之 , 万 用 表 指 示 高 电 阻 状 态 时 , 黑 表 笔 接 触 的 一 端 是 二 极 管 的 阴 极 , 如 图 1 3 10( b ) 所 示 。图 1 3 9 万 用 表 电 阻 档 的 等 效 电 路 图 1 3 10 万 用 表 测 量 二 极 管(2

41、) 用 数 字 万 用 表 测 量 。 数 字 万 用 表 的 电 阻 档 内 有 专 门 测 量 二 极 管 的 档 位 。 使 用 时 黑 表笔 总 是 插 在 C OM 孔 内 , 红 表 笔 插 在 V 孔 内 , 量 程 开 关 置 于 | 位 置 , 这 时 红 表 笔 是 高 电 位 , 黑 表 笔 是 低 电 位 。 按 上 述 测 量 方 法 , 分 别 测 量 二 极 管 的 正 反 向 电 阻 值 。 合 格 的 二 极 管 , 正 向 接 法 电 表 应 显 示 500 800 , 反 向 接 法 电 表 应 在 最 高 位 显 示 “ 1”。无 论 使 用 何 种 电

42、 表 , 测 量 时 正 反 向 电 阻 差 异 很 小 , 均 呈 现 高 电 阻 或 都 呈 现 低 电 阻 , 都 说 明二 极 管 已 损 坏 。2. 三 极 管 (BJ T ) 的 测 量万 用 表 不 仅 可 以 判 断 三 极 管 的 e , b , c 极 , 而 且 可 以 了 解 值 。 判 断 e, b , c 极 的 原 理 仍 是用 万 用 表 判 断 PN 结 的 极 性 。 双 极 型 三 极 管 的 PN 结 可 用 图 1 3 11 表 示 。 由 示 意 图 看 出 , 无 论 是 PNP 型 还 是 NPN 型 的 两 个 结 , b 极 是 一 种 极

43、性 , c, e 是 另 一 种 极 性 。 利 用 这 个 特 点 , 就 可 以 找 出 b 极 和 c, e 极 。 具 体 方 法 如 下 :(1 ) 用 指 针 式 万 用 表 的 “ ”档 测 量 。1) 先 确 定 b 极 : 将 一 支 表 笔 接 在 三 极 管 的 任意 一 只 管 脚 上 , 用 另 一 支 表 笔 分 别 测 量 其 余 两 个管 脚 间 的 电 阻 值 , 如 果 都 显 示 低 电 阻 , 调 换 表 笔 后 又 都 显 示 高 电 阻 值 , 三 个 管 脚 中 , 凡 是 满 足 这 种 条 件 的 管 脚 , 必 定 是 基 极 b。2) 确

44、定 管 型 ( NPN 型 或 PNP 型 ) : 上 述 判 定 b 极 时 , 出 现 黑 表 笔 接 b 极 到 其 他 两 极 都 是 低 电 阻 , 就 是 NP N 管 。 反 之 , 若 红 表 笔 接 b 极 到 其 他两 脚 都 是 低 电 阻 , 则 为 P NP 管 。 图 1 3 11 三 极 管 PN 结 极 性 示 意 图3) 判 断 c, e 极 : 按 图 1 3 12 接 线 ( 可 在 实 验 箱 的 插 件 板 上 实 现 ) , 这 时 b 极 已 知 , c, e 极 可 先 假 设 , c , b 极 之 间 接 50 100 k 电 阻 Rb (

45、实 验 箱 上 有 ) , 万 用 表 置 R 1 k 档 , 对 N PN 7 管 、 黑 表 笔 接 c 极 、 红 表 笔 接 e 极 , 记 录 电 表 读 数 , 如 图 1 3 12 ( a ) 所 示 。 b 极 不 动 , 再 将 c, e 极 对 调 , 重 复 上 面 的 测 量 , 比 较 两 次 的 测 量 结 果 , 指 针 偏 转 大 的 一 次 , c, e 极 位 置 正 确 。 P NP 型 应 用 红 表 笔 接 假 定 的 c 极 , 黑 表 笔 接 假 定 的 e 极 , 如 图 1 3 12 ( b) 所 示 , 其 余 方 法 同 上 。不 改 变

46、Rb , 用 同 一 电 路 测 不 同 的 三 极 管 , 指 针 偏 转 越 大 , 其 值 越 高 。图 1 3 12 万 用 表 测 量 三 极 管(2 ) 数 字 万 用 表 测 量 。1) 判 定 基 极 b : 将 万 用 表 量 程 开 关 置 于 “ | ”档 , 运 用 测 量 PN 结 的 办 法 , 反 复 测 量 两 电 极 之 间 的 电 阻 , 找 到 一 个 电 极 对 其 他 两 电 极 均 为 低 电 阻 ( 或 高 电 阻 ) , 这 个 电 极 即 b 极 。2) 确 定 管 型 : 在 上 述 测 量 时 , 若 红 表 笔 接 b 极 时 对 其 他

47、 两 电 极 都 是 低 电 阻 , 即 为 NPN 型 ,反 之 , 黑 表 笔 接 b 极 时 对 其 他 两 极 都 是 低 电 阻 , 即 为 PNP 型 。3) 判 断 c , e 极 : 将 万 用 表 量 程 钮 旋 调 至 hF E 档 , 在 测 试 管 座 上 插 入 三 极 管 , 这 时 b 极 是 确 定的 , c , e 两 脚 可 任 意 假 定 , 接 通 万 用 表 电 源 , 读 取 测 得 的 hF E 数 据 , 再 将 c , e 脚 对 调 测 量 一 次 , 读 数 大 的 这 次 c, e 脚 对 应 的 插 孔 , 即 三 极 管 实 际 的集

48、 电 极 和 发 射 极 。3. 结 型 场 效 应 管 ( J FE T ) 管 脚 的 判 别(1 ) 不 论 是 N 沟 道 还 是 P 沟 道 结 型 场 效 应 管 , 都 只 有 一 个 P N 结 , 可 用 图 1 3 13 表 示 。(2 ) 用 测 量 二 极 管 的 方 法 , 找 到 某 一 管 脚 对 其 他 管 脚 具 有 单 向 导 电 性 , 即 这 一 脚 对 其 他 两 脚 的正 反 向 电 阻 差 异 很 大 ( 其 他 两 脚 之 间 正 反 向 电 阻值 相 等 ) , 这 一 脚 即 栅 极 G。(3 ) 若 测 得 由 G 向 其 他 两 脚 是 正 向 导 电 ( 指图 1 3 13 结 型 场 效 应 管 导 电 示 意 图针 表 黑 笔 接 G 呈 低 电 阻 态 , 数 字 表 红 笔 接 G 呈 低 电 阻 态 ) , 就 是 N 沟 道 。 若 测 得 由 G 向 其 他两 极 是 反 向 导 电 ( 指 针 表 红 笔 接 G 呈 低 电 阻 态 , 数 字 表 黑 笔 接 G 呈 低 电 阻 态 ) , 则 为